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  • 田間灌溉自動化與智能化系統


      1.系統說明

      滴灌自動化灌溉系統由監控中心系統和田間管控系統兩部分組成,前者不僅具備總覽全局的監控功能,還可深入控制每一個灌溉閥門;后者主要功能是管理和監控田間的數據信息。

      滴灌自動化灌溉系統由各種執行、轉發、控制等部件組成,不僅有總覽全局的監控功能,也可深入控制每一個灌溉閥門,其優勢特點如下:

      1)GIS地理信息顯示;

      2)田間用水實時遠程管控;

      3)田間綜合數據分析匯總;

      4)智能分析決策;

      5)數據預警分析管理;

      6)多種氣象、墑情接口;

      2.系統結構

      滴灌自動化灌溉系統由監控中心、首部控制級和田間控制級三個層次構成。

      總體結構如下圖所示。


      監控中心

      監控中心系統是高層管理監控中心,采用GIS系統將每個管控的地塊的實際地里位置顯示在中央監控大屏幕上,可縱觀整個灌區農田的實時灌溉情況、匯總土壤濕度、土壤肥力、作物生長情況及氣象等信息。通過GPRS通信網絡與首部控制器進行通信,并將各個首部控制器上傳來的數據進行整合,為管理和控制提供依據。

      首部控制器

      首部控制器作為滴灌田間設備的中心控制設備,包含首部通信模塊和首部控制主機兩個部分,具備GPRS通信功能和ZigBee通信功能。通過ZigBee通訊網絡技術與田間設備連接,實現對整個泵房管理范圍內的電磁閥進行控制,同時首部控制器通過GPRS通訊網絡與監控中心進行通訊數據傳輸。

      首部控制器內部署有自動化灌溉監控軟件,進行輪灌計劃管理及田間設備和各種傳感器的數據反饋。同時為了合理的利用水資源,嚴格執行自動化灌溉制度,實時監控該井灌溉用水情況,當出現非計劃用水、超額灌溉等情況,系統將實時通知管理員取消灌溉授權。

      無線田間控制終端

      無線田間控制終端是本系統的關鍵建設部分,它是整個系統的最終執行者,由首部控制點發出的灌溉命令通過ZigBee無線網絡傳輸至閥門控制器的接收器,滴灌無線田間控制終端控制電磁閥的開閉來進行田間的灌溉工作,作物生長狀況的數據由傳感器采集,滴灌無線田間控制終端將采集回的數據通過ZigBee無線網絡傳回首部控制點,存入數據庫以便進一步處理使用。

      田間管理系統的控制設備包含了路由器、無線田間控制終端以及具體組成ZigBee網絡的支撐設備。

      1)滴灌路由器

      滴灌自動化灌溉系統路由器是該系統中重要的數據中轉、緩存部分,負責控制閥門、采集數據等系統數據的轉發和緩存工作。

      2)無線田間控制終端

      無線田間控制終端是滴灌自動化灌溉系統中重要的執行部分,負責控制閥門、采集數據等操作。無線田間控制終端基礎配置后無需進行網絡調整,正確供電以后便可自動加入ZIGBEE網絡,成為網絡終端節點,實現其管控的功能。

      3.系統功能

      滴灌自動化灌溉系統能實現所有系統管控地塊的遠程實時監控、灌水狀態實時監管、用水節水數據分析、智能化灌溉管理等多種功能,為園區管理和水資源利用提供導向性依據。具體功能如下:

      1)自動化灌溉控制

      2)統計分析農田灌溉信息,提供精量灌溉信息

      3)水泵控制,同時監視非法灌溉,實現節水控水功用

      4)自動化灌溉系統能夠精確管理灌溉流程,對農作物進行合理灌溉,有效提高用水效率和作物產量。

      5)自動化灌溉系統能夠對全灌區的灌溉實現有效管控,統一調度、合理分配節約用水。

      6)自動化灌溉系統能夠減少人工投入,讓農戶從灌溉中解放出來,實現節水增效。

      7)自動化灌溉系統能夠長期自動記錄、統計、分析灌溉數據為實現精細農業提供支持。

      4.技術參數

      1)首部控制器

      觸摸顯示屏:19英寸(壁掛式);

      ZigBee通信:天線增益7dbi,通信距離>1200m;

      現場總線:1路RS232,1路RS485總線;

      電氣控制接口:開關量輸入*2、繼電器輸出*2

      身份識別:射頻讀/寫;

      電源輸入:220V AC ±5%;

      工作溫度:-10~65℃;

      儲存溫度-25~85℃。

      2)田間無線控制終端

      通信:ZigBee通信方式,通信距離>1200m

      電磁閥控制: 4路;

      閥狀態反饋:電壓型傳感器5路;

      供電:通信:1.5V*2,電磁閥:9V*2;

      工作溫度:-10~70℃;

      儲存溫度:-30~85℃;

      3)田間無線路由器

      通信:ZigBee通信,點對點通信距離>1200m;

      供電:太陽能供電,太陽能板功率-10w

      工作溫度:-10~70℃;

      儲存溫度:-30~85℃;

      4.成功案例

      在新疆哈密地區的廣袤大地上,滴灌自動化灌溉系統為大棗、棉花、哈密瓜、玉米、防風林帶等各種需要灌溉的作物進行滴灌監控管理,總灌溉面積已接近7萬畝。

      本產品主要使用的地點:

      1)哈密市西戈壁大棗自動化灌溉管理園區

      2)哈密市東郊草場大棗自動話灌溉管理園區

      3)哈密市南戈壁棗棉間作自動化灌溉管理園區


     

     

     


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